一种新型液压油缸在水利工程中的应用

　　1 问题的提出

　　水利水电工程中的液压启闭机油缸一般都处于较为恶劣和复杂的环境中,其活塞杆不仅要承受摩擦磨损,还要承受潮湿环境和各种污染环境的腐蚀,因此对其活塞杆的防腐蚀、耐磨损性能要求很高,故必须对其表面进行处理。多年的使用实践证明,采用传统的活塞杆表面镀铬工艺并非一劳永逸,其效果并不理想,最为直接的后果就是会出现镀层的腐蚀甚至剥落现象,而且镀铬工艺还存在对环境的严重污染等缺点,因此,如何寻找更可靠且更环保的防腐方案一直为水利界所关注。同时,与传统液压缸相配套的行程测量装置无论其原理还是结构都比较复杂,加上使用工况的不稳定,从而导致诸如测量精度低,使用故障率高等不足,进而直接影响液压启闭整机的性能,这种不足在对于行程较长液压启闭机的测量中尤为明显。因此,传统的防腐与行程检测装置已越来越难以适应各种高要求的场合。

　　2 陶瓷活塞杆的原理

　　陶瓷活塞杆是在活塞杆表面通过热喷涂陶瓷涂层加工而成的,活塞杆的基体材料是优质碳素钢或其它合金材料。热喷涂技术是材料表面防护和强化的技术之一,是材料表面工程学中的一门重要学科。所谓热喷涂就是利用某种热源,如电弧、等离子弧、燃烧火焰等将粉末状或丝状的金属和非金属涂层材料加热到熔融或半熔融状态,然后借助焰流本身的动力或外加的高速气流雾化并以一定的速度喷射到经过预处理的基体材料表面,与基体材料结合而形成具有各种功能的表面覆盖涂层的一种技术。

　　3 陶瓷活塞杆在国外的发展

　　早在15年前国外就已开始生产应用热喷涂的陶瓷活塞杆,活塞杆表面喷涂陶瓷是一种先进的表面处理方式,可以用来替代镀铬,其使用寿命是普通镀铬活塞杆的5~6倍。陶瓷涂层技术能有机地把金属材料的强韧性、易加工性等和陶瓷材料的耐高温、耐磨损和耐腐蚀等特性结合起来,提高活塞杆表面的耐腐蚀性、耐磨损性。

　　目前,在西方国家已普遍采用陶瓷涂层活塞杆液压缸。如美国于20世纪90年代末起对镀硬铬替代用技术进行了研究,实验验证了热喷涂技术代替硬铬的必要性和可靠性,现已广泛应用于核能、航天航空、石化、机械等领域。德国力士乐公司也已成功研制了在活塞杆上均匀喷涂不导磁、不渗透的特制陶瓷保护层,它不仅具有良好的耐腐蚀、耐磨损和抗刮伤的特性,而且有较高的硬度和足够的弹性可与活塞杆一起弯曲,它的耐冲击能力、抗弯强度及对金属的粘合力足以承受在活塞杆机械强度极限之内的冲击力和负荷,同时对液压油缸的密封圈和支承无不良影响及损害,可延长使用寿命,降低维修费用,其性能与价格比优于镀铬层。